CN105072401A - 可扩展多席位屏幕录制管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种可扩展多席位屏幕录制管理系统及方法，包括控制电脑以及通过交换机与控制电脑连接的服务器模块、多个视频采集卡，每个视频采集卡预留多个端口，用以连接多路主机，能够对多个席位的文件进行并行传输至服务器模块，视频采集卡对数据做一次拷贝，一份数据被送到视频采集卡的DVI输出口用以显示，另外一份数据通过交换机送入服务器模块，服务器模块按照视频采集卡IP的不同分别命名为不同名称的文件，并存放至服务器模块的存储设备中，后续需要观看某个席位录制的视频，只需要通过控制电脑的管理软件将该席位相应编号的视频传输至网页上进行解码观看。本发明实现对多席位屏幕录制和管理功能，减少了屏幕录制对CPU的占用所造成的影响。

Description

可扩展多席位屏幕录制管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种大型设备控制和监控技术领域，具体地，涉及一种多主机操作和显示的可扩展多席位屏幕录制管理系统及方法。

背景技术

多主机操作和显示已成为对大型设备控制和监控的发展趋势，对于依赖于操作体统的屏幕录制，既严重占用CPU资源，影响其他程序的正常执行，而且在管理和操作上依赖于各自主机操作人员，并不能做到高效、实时监控和录制文件的集中管理等功能，再加上国产平台上，屏幕录制技术的匮乏和性能的低效，不利于对国产平台上的操作进行记录。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种可扩展多席位屏幕录制管理系统及方法，通过设置多席位信息视频采集卡，对主机视频输出信号进行采集，实现对多席位屏幕录制和管理功能，减少了屏幕录制对CPU的占用所造成的影响，以及管理人员录制屏幕时的繁琐操作。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种可扩展多席位屏幕录制管理系统，包括控制电脑以及通过交换机与控制电脑连接的服务器模块、多个视频采集卡，每个视频采集卡预留多个端口，用以连接多路主机，能够对多个席位的文件进行并行传输至服务器模块，视频采集卡对数据做一次拷贝，一份数据被送到视频采集卡的DVI输出口，最终显示，另外一份数据通过交换机送入服务器模块，服务器模块按照视频采集卡IP的不同分别命名为不同名称的文件，并存放至服务器模块的存储设备中，后续需要观看某个席位录制的视频，只需要通过控制电脑的管理软件将该席位相应编号的视频传输至网页上进行解码观看。

所述视频采集卡具有选择要采集的席位，监控席位是否可采集的状态，接受来自控制主机的采集命令的功能。

所述视频采集卡通过硬件编码器，编码成H.264视频流格式送入服务器模块。

所述视频采集卡通过选择视频输出的压缩率来控制视频输出大小。

所述服务器模块配置文件管理系统和数据库，用于视频文件的存储和索引，并配置服务器端文件读取播放程序，利用网页形式进行播放观看。

一种可扩展多席位屏幕录制管理方法，采用上述任一系统来完成，每个席位的控制和状态的管理都在控制电脑完成，根据视频采集卡在控制电脑的扫描顺序，以及视频采集卡中端口的扫描顺序，在控制软件中进行编号，找到相应的视频采集卡和主机，做到两者一一对应。

根据视频采集卡和主机的状态进行检测，生成视频采集卡、席位状态列表，根据该状态列表生成配置文件，以后便能够根据配置文件中视频采集卡和席位的IP信息来检测其状态，是否能够进行录制操作。

除了自动检测生成配置列表以外，还能够手动添加板卡、席位信息，用于临时添加录制目标时使用。

所述服务器模块支持视频文件的常用基本操作，以及在文件的存储路径上标示了视频来自的主机IP信息和文件的录制时间信息。

还设定了可选的超时时间的设定，如果视频文件存储超过了一定的时间，系统程序会自动将该文件进行删除。

本发明针对大型设备的控制和状态进行监控，针对在屏幕录制方面的低效性，实时监控的不可控性，以及对录制文件的管理不灵活性，进行全新的架构设计，并完善了国产平台下屏幕录制功能。采用视频采集卡对显卡的视频输出进行采集，提供了视频采集卡底层硬件、集中管理软件等方式对多席位屏幕录制的控制；同时实现了对视频采集卡和服务器程序的远程控制，使管理员方便地控制和管理屏幕监控的全部流程和信息。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明可扩展多席位屏幕录制一实施例架构图；

图2为本发明多席位录制管理原理图；

图3为本发明视频采集卡、席位分布图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明整个软件架构的设计是采用对多视频采集卡的集中控制，每个视频采集卡对应四路主机，通过这种分层结构对多席位进行屏幕录制，并将录制好的屏幕文件上传到服务器端进行集中管理。真正做到一台机器完成多席位屏幕的录制和管理，简单易用。

如图1所示，本发明所提供的可扩展多席位屏幕录制管理系统，包括控制电脑1以及通过交换机2与控制电脑1连接的服务器模块3、多个视频采集卡4，每个视频采集卡4预留多个端口，用以连接多路主机5。本发明结构为层次结构，采集卡设计为多路并行视频采集卡，每个视频采集卡可以选择要采集的席位，监控席位是否可采集的状态，接受来至控制电脑的采集命令等功能。在每块视频采集卡上，通过硬件编码器，编码成H.264视频流格式，通过视频采集卡自带的网卡送入以太网进行传输或者存放在移动介质中；还可以通过选择视频输出的压缩率来控制视频输出大小；在服务器端配置文件管理系统和数据库，用于视频文件的存储和索引，并配置服务器端文件读取播放程序，利用网页形式进行播放观看；在该程序的控制电脑，采用简单易用原则，对实用的功能进行界面设计。

所有的控制操作都在控制电脑上完成，包括指定视频采集卡的IP以及运行状态、录制指定的席位屏幕等操作；在视频采集卡上主要是录制程序的具体执行情况，包括录制视频采集卡上的所有端口席位、录制特定端口席位以及制定录制生成的文件的存储方式：移动介质存储和服务器存储等；在服务器端，则有必要的管理视频文件的程序，包括视频文件的检索、重命名和删除等操作。

该系统能够达到的技术指标有：

分辨率：能够支持1920x1080、1600x1200等高清分辨率

帧率：大于25帧

压缩率：需根据具体压缩内容来定

传输方式：千兆以太网传输

编解码方式：硬件编解码

录制路数：支持多路(根据实际环境和需求调整)

压缩率：软件可调(H.264格式的压缩比通常被设为80:1)

不压缩的情况下无法做传输，例如1920x1080分辨率的桌面，假设在极限情况下，每一帧数据均为参考帧，每一帧的大小为：1920*1080*3(3原色)*8(每个字节8位)＝47.5Mbit。

实际情况下，按照中等变化场景，每秒25帧，主要以增量帧传输为主。所消耗带宽为不压缩画面的25％，并按照80:1的压缩率压缩以后，每路信号所占带宽为：(47.5*25％*25+47.5)*1.3/80＝5.6Mbit/s。

以上计算只是按照均匀变化场景为主，并且压缩率为通用的80:1，具体数据需要实地测量并根据现场情况调整压缩率。

硬件模块的设计

传统的屏幕录制软件是在操作系统的支撑之上的，利用CPU完成的，而本发明设计的硬件模块，只在与主机通信中占用很少的CPU资源，对CPU的依赖性很大程度的得到了减少。

原理框图如图2所示：

在显控6内部，显卡7从DVI输出的信号通过视频采集卡4时，视频采集卡4可以对数据做一次拷贝，一份数据被送到视频采集卡的DVI输出口，最终显示到显示屏8上。另外一份数据通过视频采集卡内部的硬件编码器，编码成H.264视频流格式，通过视频采集卡自带的网卡送入以太网进行传输。如果不需要进行编码传输，则可以通过软件控制视频采集卡停止编码传输，只做显示通道。

在服务器端需要与显控软件上达成一定的协议，在服务器模块中启动监听进程，将来自网络中的视频流数据按照IP的不同分别命名为不同名称的文件，并存放至当前服务器存储设备9中。

后续需要观看某个席位录制的视频，只需要通过控制电脑管理软件将该席位相应编号的视频传输至网页上进行解码观看。可以达到方便，并且不用担心播放器的相应的因素。

软件模块的设计

该多席位屏幕录制管理技术中，对每个席位的控制和状态的管理都在控制主机端完成，简单高效的完成所有席位的录制和管理。

在该软件中，要做到很方便的根据软件中显示的视频显示卡信息和席位信息，快速找到相应的视频显示卡和主机，做到一一对应。为了做到这一点，根据视频显示卡在控制电脑端的扫描顺序，以及视频显示卡中端口的扫描顺序，在控制管理软件中进行编号；该控制管理软件也可以根据视频采集卡和主机的状态进行检测，生成视频采集卡、席位状态列表，根据该状态列表生成配置文件，以后便可以根据配置文件中视频显示卡和席位的IP信息来检测其状态，是否能够进行录制操作。管理员可以根据该席位是否可用，进行席位录制操作；除了自动检测生成配置列表以外，该管理软件还支持手动添加板卡、席位信息，用于临时添加录制目标时使用。

管理员可以根据交换机扫描的顺序，进行视频显示卡编号，然后根据视频显示卡端口的扫描顺序进行席位编号，这样便方便的找到了录制视频对应的席位。

服务器模块的设计

在服务器端主要是利用数据库的强大的检索能力，来查找视频文件，能够快速准确的找到该视频文件；在该服务器端，还支持视频文件的常用基本操作，包括删除、重命名的操作。文件的存储路径也标示了视频来自的主机IP信息和文件的录制时间信息，这样的设置不仅为我们开发节省了时间，并为管理员提供了可操作性。

为了良好的适应文件的管理方式和服务器硬盘空间的大小限制，除了在编解码方式、视频压缩方面来进行选择，还设定了一项可选的超时时间的设定，如果该视频文件存储超过了一定的时间，系统程序会自动将该文件进行删除，如果采用了该功能，就需要管理员对有利用价值的视频文件进行转存，以用来备份重要信息。

可扩展性设计

对于通用的屏幕录制软件来说，该屏幕录制管理技术不仅在CPU占用上得到了明显的优势体现，而且很好的支持了可扩展性。在视频采集卡上，预留了四个端口，可以同时对四个席位的适当压缩率的文件进行并行传输至服务器端。

如果在该管理技术下，新加入要屏幕录制的席位时，只需要将该席位插入到相应的采集卡端口中，然后在管理软件中，手动录入相应的信息，便可实现该席位的屏幕录制；服务器端的数据库中也做了相应的增加操作，添加了席位的数据信息，以便将该席位的屏幕录制文件存储到适当的位置。

本发明采用视频采集卡位于显卡后端，只采集显卡的输出，与cpu无过多的交互，并且编码传输等靠视频采集卡的硬件完成，不需要cpu的参与，所以对显控的性能不会有任何影响。当用户指定是否要录制席位桌面时，cpu才会参与与视频采集卡的通信。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种可扩展多席位屏幕录制管理系统，其特征在于，包括控制电脑以及通过交换机与控制电脑连接的服务器模块、多个视频采集卡，每个视频采集卡预留多个端口，用以连接多路主机，能够对多个席位的文件进行并行传输至服务器模块，视频采集卡对数据做拷贝，一份数据被送到视频采集卡的DVI输出口，最终显示，另外一份数据通过交换机送入服务器模块，服务器模块按照视频采集卡IP的不同分别命名为不同名称的文件，并存放至服务器模块的存储设备中，后续需要观看某个席位录制的视频，只需要通过控制电脑的管理软件将该席位相应编号的视频传输至网页上进行解码观看。

2.根据权利要求1所述的可扩展多席位屏幕录制管理系统，其特征在于，所述视频采集卡具有选择要采集的席位，监控席位是否可采集的状态，接受来自控制电脑的采集命令的功能。

3.根据权利要求1所述的可扩展多席位屏幕录制管理系统，其特征在于，所述视频采集卡通过硬件编码器，编码成H.264视频流格式后送入服务器模块。

4.根据权利要求1所述的可扩展多席位屏幕录制管理系统，其特征在于，所述视频采集卡通过选择视频输出的压缩率来控制视频输出大小。

5.根据权利要求1所述的可扩展多席位屏幕录制管理系统，其特征在于，所述服务器模块配置文件管理系统和数据库，用于视频文件的存储和索引，并配置服务器端文件读取播放程序，利用网页形式进行播放观看。

6.一种可扩展多席位屏幕录制管理方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一所述的系统来完成，每个席位的控制和状态的管理都在控制电脑上完成，根据视频采集卡在控制电脑的扫描顺序，以及视频采集卡中端口的扫描顺序，在管理软件中进行编号，找到相应的视频采集卡和主机，做到两者一一对应。

7.根据权利要求6所述的可扩展多席位屏幕录制管理方法，其特征在于，根据视频采集卡和主机的状态进行检测，生成视频采集卡、席位状态列表，根据该状态列表生成配置文件，以后便能够根据配置文件中视频采集卡和席位的IP信息来检测其状态以及是否能够进行录制操作。

8.根据权利要求7所述的可扩展多席位屏幕录制管理方法，其特征在于，除了自动检测生成配置列表以外，还能够手动添加板卡、席位信息，用于临时添加录制目标时使用。

9.根据权利要求7所述的可扩展多席位屏幕录制管理方法，其特征在于，所述服务器模块支持视频文件的常用基本操作，以及在文件的存储路径上标示了视频来自的主机IP信息和文件的录制时间信息。

10.根据权利要求7所述的可扩展多席位屏幕录制管理方法，其特征在于，还设定了可选的超时时间的设定，如果视频文件存储超过了一定的时间，系统程序会自动将该文件进行删除。